Giải bài tập Vật lí 11 Cánh diều Ôn tập chủ đề 4: Dòng điện, mạch điện

Một tia sét truyền dòng điện từ đám mây xuống mặt đất với cường độ trung bình là 30 kA và kéo dài 2 ms. Tính điện lượng truyền qua không khí trong quá trình này.

Khi bật công tắc đèn, ta cảm thấy đèn sáng ngay lập tức. Điều này có phải vì các electron chuyển động trong mạch điện với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng \({3.10^8}\) m/s.

Bảng mạch in (Hình 1) được sử đụng để kết nối các linh kiện điện tử với nhau nhờ các đường dẫn bằng đồng được in sẵn trên một tấm vật liệu cách điện.

Xét một đường dẫn bằng đồng có tiết diện \({5.10^{ - 8}}\)m², có dòng điện 3,5 mA chạy qua. Mật độ electron trong đồng là \({10^{29}}{m^{ - 3}}\). Tính tốc độ dịch chuyển của các electron trên đường dẫn này.

Hình 2 mô tả đường đặc trưng I – U của hai vật dẫn: sơi đốt bóng đèn và một đoạn dây thép.

a) Đường đặc trưng B tương ứng với vật dẫn nào?

b) Ở hiệu điện thế nào thì hai vật dẫn có cùng điện trở? Tính giá trị điện trở này?

Làm một pin đơn giản bằng các dụng cụ sau: mảnh đồng, mảnh tôn, một quả chanh và các dây dẫn điện. Dùng đồng hồ điện đa năng để đo hiệu điện thế giữa mảnh đồng và mảnh tôn. Đề xuất biện pháp để tăng suất điện động của pin này.

Hình 3 mô tả đèn điện tử chân không, bao gồm bóng đèn thủy tinh đã hút chân không (áp suất trong bóng đèn còn khoảng \({10^{ - 6}}\)mmHg). Bên trong bóng đèn có hai cực: anode là một bản kim loại, còn cathode là dây vonfram bị đốt nóng, làm bật ra các electron tự do hay còn gọi là các điện tử tự do. Nối anode và cathode với nguồn điện một chiều thì các electron chuyển động thành dòng và tạo thành dòng điện có cường độ 4,5 mA.

a) Tính điện lượng chuyển qua ampe kế trong 3 phút.

b) Tính số electron di chuyển qua anode trong 3 phút.

c) Cho biết hiệu điện thế giữa anode và cathode là 75V. Tính năng lượng một electron thu được khi nó di chuyển từ cathode đến anode?

Các công ti điện lực sử dụng đơn vị kWh để đo năng lượng điện tiêu thụ cà tính tiền điện. 1 kWh là năng lượng điện mà một thiết bị điện có công suất 1 kW tiêu thụ trong 1 giờ. Một bình nóng lạnh đang hoạt động ở hiệu điện thế 230 V với công suất 9,5 kW.

a) Tính cường độ dòng điện qua bình nóng lạnh. Giải thích tại sao nên sử dụng đường dây riêng và cầu chì/cầu dao tự động riêng cho bình nóng lạnh.

b) Giả sử mỗi ngày, một gia đình sử dụng bình nóng lạnh trong 90 phút. Nếu giá bán điện là 2 500 đồng/kWh thì số tiền điện gia đình phải trả mỗi ngày để sử dụng bình nóng lạnh là bao nhiêu? Ước tính số tiền phải trả trong một tháng; đề xuất biện pháp tiết kiệm chi phí tiền điện phải trả do sử dụng bình nóng lạnh.